车站行车技术设备

车站行车技术设备

任课老师：付凯欣设备概述习题答案案例分析【引导案例】城市轨道交通线路是城市轨道交通车辆运行的基础。车站是城市轨道交通的重要组成部分，往往又是连接其他交通的枢纽。交通的方便必然会促进城市的发展。车站一般宜设在直线段上。城市轨道交通车站基础知识一、城市轨道交通车站的概念城市轨道交通车站是城市轨道交通路网中一种重要的建筑物，它是供旅客乘降，换乘和候车的场所，应保证旅客使用方便，安全，迅速地进出车站，并有良好的通风、照明、卫生、防火设备等，给旅客提供舒适，清洁环境的车站又是城市建筑艺术整体的一个有机部分，一条线上各车站在结构和建筑艺术上，应既要有共性，又要有各自的个性。在运输生产活动中，车站起着极为重要的作用。车站是线路上供列车到发、通过的分界点，某些车站还具有折返、停车检修和临时待避等功能；车站是客流集散的场所，是乘客出行乘坐列车的始发、终到及换乘地点，也是运营企业与服务对象的主要联系环节；车站还是轨道交通各工种联劳协作的生产基地。城市轨道交通车站是供乘客上下车、换乘和候车的场所，包括供乘客使用、运营管理、安装技术设备、提供生活辅助设施和服务场所四大组成部分。其中，供乘客使用的部分主要有地面出入口、站厅、售票亭、检票处闸机、站台和自动扶梯等。无论是车站运营管理还是车站设备配备，都应以满足乘客出行需求为基本条件。车站是城市轨道交通的重要组成部分，往往又是连接其他交通的枢纽。交通的方便必然会促进城市的发展。除大型客流集散点及火车站外，其他车站的设置主要受乘客对站间距离的要求所支配。车站间的距离在市区宜为1km左右，在郊区不宜大于2km。城市轨道交通车站设计原则

一车站1、按车站与地面的相对位置分类一般可分为地下站、地面站、高架站。2）地面站

3）高架车站：高架线路一般位于中心城外。高架车站位于地面上，建筑要和城市的风格、周围的环境相协调。高架线路一般建于城市道路的中心线，也可设置在绿化隔离带，从人行道进入高架车站的楼梯、天桥兼作过街人行天桥之用。由于道路上面面积有限，可考虑将设备用房放在路边。由于设置在地面上，不考虑环控系统。一车站2、按运营性质可分为：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站。一车站3、按站台型式可分为岛式站台、侧式站台、岛、侧混合式站台。1）岛式站台——站台位于上、下行行车线路之间，这种站台布置形式称为岛式站台。具有岛式站台的车站称为岛式站台车站（简称岛式车站）。岛式站台的优点是：站台面积可以得到充分利用，有效利用率高；管理集中；工作人员生产效率高；乘客换乘方便；车站结构紧凑；设备使用率高。岛式站台的不足是：在明挖式施工时车站两端线路可能产生喇叭口，运行状态（进出站曲线）；但区间隧道双线集中布置时，横向扩展余地差；双向乘客上下车对流干扰小。侧式站台的优缺点与岛式站台方式正好互补。2）侧式站台——站台位于上、下行车线路的两侧，这种站台布置形式称为侧式站台。具有侧式站台的车站称为侧式站台车站（简称侧式车站）。3）岛、侧混合式站台——岛、侧混合式站台是将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内，具有这种站台形式的车站称为岛、侧混合式站台车站（简称岛、侧混合式车站）。一车站4、按车站客流量大小可分为：大车站、中等车站和小车站（1）大车站：高峰每小时客流量在3万人次以上。（2）中等车站：高峰每小时客流量在2~3万人次之间。（3）小车站：高峰每小时客流量在2万人次以下。一车站5、车站按是否具有站控功能分类（1）集中站；（2）非集中站一车站6、按结构横断面型式分类：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他类型断面。北京地铁车站——矩形断面一车站巴黎大学站——拱形断面一车站圆形断面车站一车站圆形断面车站一车站马蹄形断面车站三车站广州越秀公园站——马蹄形断面三车站7、按站桥结构形式划分站桥合一车站：高架车站的结构和站内轨道结构做在一起的。站桥分离车站：高架车站的结构和站内轨道结构分开做的。三车站一车站8、轨道交通车站区域划分轨道交通车站一般可分为设备区、工作人员工作区、乘客使用区，乘客使用区又可分为付费区和非付费区。站厅非付费区城市轨道交通线路的空间设置有地下、地面和高架3种方式。线路由下部基础及上部建筑组成。二、线路（一）线路的主要组成1、 下部基础城市轨道交通多采用整体道床结构，也有部分地面线路沿用传统铁路的方式。（1）整体式道床结构。城市轨道交通中多采用无砟道床结构，主要用于隧道与高架线路。最为普遍的是混凝土整体式道床，即将道床路基轨枕组合形成钢筋混凝土整体结构的轨下基础。整体式通常采用的就地连续灌注混凝土基床或纵向承轨台，简称整体浇注型轨道。这种形式机构简单，减震性能好，但施工较为复杂。也可以将预制好的混凝土枕与混凝土道床浇注成一个整体，或者将预制的钢筋混凝土支撑块与混凝土道床浇注成一体（2）传统铁路下部基础。传统铁路线路下部基础由路基和道床组成。路基是铺设轨道的基础，它直接承受轨道的压力，并将其传递到地基。路基有两种基本形式，即路堤和路堑，城市轨道交通一般采用路堤式路基，并采用独立的路基方式。道床是指铺设在路基上的道砟层，它的主要作用是均匀地传布轨枕压力于路基上，并保持轨枕的位置，且使轨道有足够的弹性，以减缓列车的冲击和振动。2上部建筑城市轨道交通采用整体道床结构时，只需将钢轨用弹性扣件安装在整体道床上即可。而采用传统方式时，其上部建筑由钢轨、轨枕、连接零件等组成，如图传统铁路轨道基本组成地下车站的线路通常采用“高站位、低区间”设计。1、正线正线是指贯穿所有车站和区间、供列车日常运行的线路。城市轨道交通系统的正线均采用上下行分行，一般实施右侧行车惯例，以便与城市地面交通的行车规则吻合。（二）城市轨道交通线路的分类2、折返线折返线是指在线路两端终点站（对于环线，也需要设两个“终点站”）或者准备开行折返列车的区间站设置的专供列车折返掉头的线路。折返线视不同的折返方法可分为以下几种。（二）城市轨道交通线路的分类（1）环形折返线。俗称灯泡线，环形折返线是将端点折返作业转化为沿一个环形单线区段运行的作业，实质上取消了折返过程，变为区间运行，有利于列车运行速度的发挥，并消除了因折返作业而形成的线路通过能力的限制条件，是一种对提高运营效率有利的折返方法。（二）城市轨道交通线路的分类（1）环形折返线。（二）城市轨道交通线路的分类环线折返的问题在于环线占地面积较大，尤其是在地下修建难度更大，投资较高。环线折返丧失了一端停车维护、保养、检查的机动线路，对车辆技术和运行组织要求更高，线路机动性下降，线路延伸的可能性甚微，一般只适用于线路较短、线路延伸可能性较小且该端点站又往往在地面的情况。（二）城市轨道交通线路的分类（2）尽头折返线。又可分为单线折返、双线折返和多线折返等不同布置方法，如图。利用尽端线折返的方法，弥补了环线折返的不足，使端点站既可有效组织折返（如双折返线可明显降低折返时间），又可备有停车线供故障停车、检修和夜间停车等作业使用，而且对于线路延伸也十分方便，比较适合于地下结构的端点站以及线路较长或有延伸可能性且土地不宜多占用的情况。（二）城市轨道交通线路的分类（二）城市轨道交通线路的分类(a)单线折返(b)双线折返(c)多线折返（3）渡线折返。在站前或站后设置渡线，用以完成折返作业的布置方式。很明显，利用渡线折返需要修建的线路量少，故投资较少。然而，列车进出车站与折返作业有严重的干扰，尤其是在区间站利用渡线进行区间列车折返，需占用正线进行作业，故对运营管理要求十分严格。另外，列车运行的间隔时间受其制约需放大，导致线路通行能力下降，安全可靠性存在隐患。所以，在列车运行速度较高、运行间隔时间较短（即发车频率较高）、运量较大的线路不宜采用此类方法。(a)站前渡线折返(b)站后渡线折返(c)区间站渡线折返3、联络线联络线是轨道交通线路之间为调动列车等作业而设置的连接线路，如图联络线因所连接的轨道交通线往往不在同一个平面上，因此有较大的坡道和较小的曲线半径，故列车运行速度不可能很高。如果在地下建设，则施工难度较大，且投资也随之加大。联络线的示意图4、停车线停车线一般设置在端点站，是专门用于停车、进行少量检修作业的尽端线。在车辆段有众多的专用停车线，以方便夜间停止运营后列车停放。需要进行检修作业的停车线应设有地沟。5、出入库线出入库线是指车辆基地与正线车站联系的线路，专供列车进口车辆段，一般可分为入库线和出库线。6、安全线为防止在车辆段（场）出入线、折返线和岔线（支线）上行驶的列车未经允许进入正线与正线列车发生冲突事故，在无其他列车运行隔开设备的下列情况，应设安全线，以保证列车安全、正常的运行。（1）当出入线上的列车在进入正线前需要一度停车，且停车信号机至警冲标之间小于列车制动距离时，（2）折返线末端和正线接通时。（3）当岔线（支线）与正线接轨时。出入线接正线的形式折返线末端接正线的形式道岔是使机车车辆由一条线路转往另一条线路的连接设备，通常设于车站上，是轨道运输的一个重要组成部分。道岔构造复杂，零件较多，通过机车车辆频繁，技术标准要求高，是轨道设备的薄弱环节。为满足各种情况下的行车要求，我国轨道交通采用的道岔结构有多种，常用的道岔一般有单开道岔、对称道岔、三开道岔和交分道岔4种。（三）道岔1、单开道岔单开道岔是最常见、最简单的线路连接设备。这种道岔数量最多，约占全部道岔数的90%以上。它由转辙部分、辙叉部分及连接部分组成。2、对称道岔对称道岔由主线向两侧分为两条线路，道岔部位均按辙叉角平分线对称排列，两条连接线路的曲线半径相同，无直向和侧向之分，因此，两侧的运行条件相同。3、三开道岔三开道岔是将一个道岔纳入另一个道岔内构成的。这种道岔的优点是长度较短，缺点是尖轨削弱较多，转辙器使用寿命短，同时，两个普通辙叉在主线内侧无法设置护轨，机车车辆沿主线不能高速运行。4交分道岔交分道岔是将一副道岔纳入另一个道岔内构成的，它起到了两个道岔的作用，占地较短，而且列车通过时弯曲较少，走行平稳，速度可以较高，瞭望条件较好。但交分道岔构造复杂，零件数量较多，维修困难。为便于车站生产指挥作业联系和对设备进行维修与管理，应对道岔和线路进行编号，同一车站的道岔和线路不得有相同的编号。道岔编号一般从车站两端用阿拉伯数字由外向内依次编号。上行列车到达端编为双数，下行列车到达端编为单数，同一渡线或梯线上的道岔应编连续单号或双号，线路编号一般正线用罗马数字，其他线用阿拉伯数字。其中，上行正线一侧用双数，下行正线一侧用单数。二、道岔和线路编号二、道岔和线路编号线路的连接形式主要有终端连接、渡线连接、梯线连接及平行错移连接。三、线路的连接形式在站场设计中，把相邻两条平行线路合成一条，这种连接形式叫线路终端连接。常见的普通线路终端连接由一副单开道岔、一条连接曲线及道岔与曲线间的直线段组成，在车站两条平行线路间因修建站台或其他建筑物以及某种作业需要变更线路间距时，往往采用平行错移连接。（一） 终端连接和平行错移连接（一） 终端连接和平行错移连接普通线路终端连接（一） 终端连接和平行错移连接平行错移连接为使机车车辆能从一条线路进入另一条线路，需要设置渡线。渡线可分为普通渡线、交叉渡线及缩短渡线。（二） 渡线连接普通渡线设于两条平行线路间，由两副辙叉号数相同的单开道岔及两条道岔间的直线段组成。当连续铺设两条方向相反的普通渡线长度不够时，可将其铺设在同一长度范围内形成交叉渡线。（二） 渡线连接交叉渡线由四副辙叉号数相同的单开道岔和一副菱形交叉连接轨道组成，且其全部连接长度在水平方向的投影与普通渡线相同。（二） 渡线连接当两条平行线路间的距离较大时，为了缩短连接长度，可采用缩短渡线与普通渡线相同。缩短渡线由两副单开道岔、反向曲线、曲线间的直线段及曲线间的直线段组成。（二） 渡线连接用一条线路将几条平行线路连接起来，这条线路叫梯线。按道岔位置布置的不同，梯线可分为直线梯线、缩短梯线和复式梯线。（三）梯线连接直线梯线的特点是各道岔依次排列在一条直线上。直线梯线仅适用于线路少的车场。当平行线路间的距离较大时，为了缩短梯线长度，可采用缩短梯线，缩短梯线连接仅适用于线路数量较少且线路间距较大的场地。缩短梯线的优点是：在梯线上增加一条附加曲线，不仅能够缩短梯线的连接长度，改善内外侧线路长度相差较大的缺点，而且还保持了直线梯线的优点。但这种连接形式中曲线较多，对调车作业不利。将几条与基线成不同倾斜角的梯线组合起来，以连接较多的平行线路，这种连接形式成为复式梯线。复式梯线既可以缩短梯线长度，又可使各平行线路的长度接近，车辆进入各线路经过的道岔数目相等或相差不多，而且还可以通过变化梯线结构来调整线路的有效长度。复式梯线与直线梯线相比，缺点是曲线多、道岔布置分散、非集中操纵时扳道员要跨越线路、安全性差等。(a)(b)直线梯线(c)缩短梯线(d)复式梯线线路有效长是指股道上能停放列车而不影响相邻线路列车作业的长度。线路有效长的起止范围主要由下列因素确定：警冲标、道岔始端基本轨接缝处绝缘、调车信号机和车挡（为尽头式线路时）。根据线路用途及其连接形式，用上述各项因素就可以确定出线路有效长。四、线路有效长、线路间距与限界相邻线路中心线间的距离，称为线路间距。线路间距应保证行车和各项作业的安全，满足设置各项设备的需要。它通常由车辆限界、建筑限界、线间设备计算宽度和线间办理作业性质需要的安全余量等因素确定。城市轨道交通中的正线一般均为双线，且多为并行线。根据车辆的限宽和安全余量（不小于100mm），可得出区间直线之间的间距，曲线地段应在此基础上按规定加宽。车站上的线路间距还应考虑站台的宽度。四、线路有效长、线路间距与限界为保证列车在线路上运行安全，防止车辆与沿线建筑物（设备）发生互相碰撞而规定的轮廓尺寸线，称为限界。限界分为建筑限界、车辆限界和设备限界。受电弓限界或受流器限界是车辆限界的组成部分，接触轨限界属于设备限界的辅助限界。四、线路有效长、线路间距与限界建筑限界是在设备限界的基础上，考虑了设备和管线尺寸后的最小有效断面。在宽度方向上，设备和设备限界之间应留出20~50mm的安全间隙。当建筑限界侧面和顶面没有设备或管道时，建筑限界和设备限界之间的间隙不宜小于200mm，困难条件下不得小于100mm。建筑限界分为圆形隧道建筑限界、马蹄形隧道建筑限界、矩形隧道建筑限界、高架线及地面线建筑限界和车辆段车场线建筑限界。建筑限界车辆限界是车辆在正常运行状态下形成的最大动态包络线。直线地段的车辆限界分为隧道内车辆限界和高架或地面线车辆限界。高架或地面线车辆限界应在隧道内车辆限界的基础上，另加当地最大风荷载引起的横向和竖向偏移量。车辆限界设备限界是用以限制设备安装的控制线。直线地段的设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定的安装间隙后形成的，车体肩部横向向外扩大100mm，边梁下端横向向外扩大30mm，接触轨横向向外扩大185mm，车体竖向加高60mm，受电弓竖向加高50mm，车下悬挂物下降50mm。转向架最低点设备限界离轨顶面的净距如下：A型车为25mm，B型车为15mm。曲线地段的设备限界应在直线地段设备限界的基础上，按平面曲线不同半径、过超高或欠超高引起的横向和竖向偏移量以及车辆、轨道参数等因素计算确定。设备限界按照国际通用标准，城市轨道交通（地铁、轻轨）车辆类型可分为：A、B、C三种。三种车型的主要区分是车体宽度。A型车宽3米，B型车宽2.8米，C型车宽2.6米。注意：这里指得是普通的侧面垂直的列车，不是鼓型车。车站一般包括主体、出入口及通道、通风道及风亭（地下）和其他附属建筑物。车站的主体是列车的停电，它不仅是供乘客上下车、集散和候车的地方，一般也是办理运营业务和设置运营设备的地方。根据功能的不同，车站主体可分为乘客使用空间和车站用房两大部分。城市轨道交通车站一般可分为如下几个主要功能区。五、车站的主要功能区出入口用于吸引和疏散客流。它是车站的门面，其规模与出入口的总设计乘客流量有关，一般以原始超高峰每小时的客流量乘以1.1~1.25的不均衡系数来确定。出入口一般布置在街道交叉口，以便能大范围地吸引和疏散客流。出入口的车站设备主要有电扶梯、电梯及引导标识等。（一）出入口站厅层用于售票、检票，是布置部分服务与控制设备的场所。其布局方式主要取决于车站的售检票方式（人工售检票和自动售检票）。站厅一般应有付费区和非付费区的功能区别，同时，检售票系统应设在有利于乘客进、出站的地方，以尽量缩短乘客在站内的停留时间。有些地铁的站厅还可考虑与地下商业街连接在一起布置，如上海地铁1号线人民广场站，深圳的科学馆站、大剧院站、购物公园站等。站厅层的车站设备主要有自动售票机TVM、自动充值机（AVM）、验票机（TCM）、闸机及票亭等。（二）站厅层站台层是提供乘客上下车的平台，是分散上下客流、供乘客乘降的场地。站台的兴衰与其设计宽度、长度和车站的规模、单位时间上下客流等因素有关。站台层的车站设备主要有轨道、信号设备、屏蔽门、站台监控和就地控制盘等。（三）站台层车站运营与管理中心一般应设在便于对售票、检票楼梯和自动扶梯等部位进行监视的地方，通常设在站厅层。另外，车站强、弱电设备应分别控制，有噪声源的设备用房应远离乘客活动区。车站控制室（简称车控室）内的车站设备主要是模拟监控盘（MCP）及各种计算机（如设备监控、防灾报警、隧道感温光纤、信息发布、票务系统的车站计算机、显示门禁监控状态的计算机、对讲机等）。（四）车站控制室现代城市轨道交通项目建设特别强调车站及沿线的综合开发能力，如上海地铁1号线的火车站站、深圳地铁1号线的罗湖站和广州地铁1号线的广州东站等。综合开发区可与市政公共设施结合，与商业、服务设施结合，与民防工程设施结合等。（五）综合开发区城市轨道交通车站两端均设置为设备及管理用房区，作为站务人员值班以及变电系统、环控系统（含大、小系统，冷冻水系统，风机等）、低压配电及照明系统、通信及信号系统、设备监控系统、站台屏蔽门的控制系统、自动售检票系统部分设备的放置与监控用房。（六）车站设备房区为保证城市轨道交通系统车站上述各功能区能进行正常运营，需要相应的基建设备和服务设备配套，以满足各功能区向乘客提供满意服务的要求，包括基础设施、服务设施和后勤保障设施等，如售检票系统、自动扶梯、环境控制与保护系统、车站动力供应系统和应急救援系统等。（六）车站设备房区具体来说，车站辅助用房有运营用房（包括值班室、站长室、广播室、售票室等）、服务用房（包括员工休息室、厕所、盥洗室、茶炉房等）、技术用房（包括通信工作室、信号工作室、继电器室等）、供电用房（包括降压室、牵引变电室、高压变电室、照明配电室、蓄电池室等）和环控用房（包括机电室、空调机房、通风机房、消防器材用房、泵房等）。（六）车站设备房区下面以地下车站为例，介绍各功能区的设计要求、布置形式和相关设备。地铁车站是建在城市地下的车站，它具有以下地下建筑的特征：第一，为了使结构安全、施工方便及节约投资，它的形体必须简单、完整；第二，没有自然光线，必须全部靠人工采光；第三，为保证地下空间环境的安全和舒适，设有庞大的空调和通风设施；第四，为保证客流安全、顺畅、快捷集散，设有众多鲜明的指示标牌和消防设施；第五，地面出入口通过地下通道与地下车站连接，出入口地下部分要采取人防措施，在地面上没有风亭建筑。地下车站地铁车站的不利因素一般有以下6方面：（1）空间封闭、狭长，结构类同。空间封闭给人们带来闭塞和压抑的感觉，往往使乘客的识别性能降低。（2）站内噪声大。由于站内空间封闭，建筑装修材料吸声系数较小，声反射强度大。（3）站内湿度大。(4)发生火灾等灾害后扑救困难。（5）采用机械通风和人工照明。（6）施工比较复杂。地铁车站的有利因素一般有以下两方面：（1）节约城市用地。（2）有良好的防护功能，战时可考虑作为避难场所。地下车站一般由地面出入口、中间站厅、地下站台3部分组成。地面出入口是车站的门户，是客流集疏的第一通道。地面出入口应尽量设于地面交通车站、停车场附近，以形成较佳的换乘组合；应尽量与地面建筑结合，可设在地面建筑物内（如商场、公寓的底层、门厅等），也可独立设置，但需与周围景观协调（如建筑风格、色彩、位置）。它通常可设在人行道、街心花园、绿化带中。为此，一个车站出入口通道总数不得少于两个，且每个通道或出入口宽度不得少于2m，净空高不得低于2.5m。出入口布置方式通常有“L”型、“T”型和“一”型地下车站的出入口通道还可以兼做人行过街设施。（一）地面出入口中间站厅一般设在地下一层，其主要功能是集疏客流、售检票、服务、设备管理与设备用房。在设计时要考虑以下要素：（1）要有足够的面积。需充分满足列车同时到达、乘客密集到发时客流移动、集散、售检票的需求（包括收费区与不收费区），同时，在条件允许的情况下还应提供服务面积（不收费区）。（2）良好的照明与环控。尽量接近地面环境指标。（3）便捷的与地面出入口的联系方式。（4）具有特色的装饰。是车站所在地特色的主要表现，可采用适当的壁面、雕塑、广告等来表现。中间站厅的布置有在站台两端布置和集中布置两种方式。（二）中间站厅。地下站台设在地下二层，是供列车停靠、乘客乘降的功能层，由站台、线路（股道）和乘降设备等组成。其类型有岛式站台、侧式站台和混合式站台，导式站台位于上下行线路之间。侧式站台分别位于线路两侧。混合式站台是岛式站台和侧式站台的组合。（三）地下站台车站乘降设备应保证车站地面出入口、中间站厅、地下站台之间乘客垂直移动便捷、舒适和安全可靠。车站的乘降设备主要有楼梯、自动扶梯、坡道和换乘通道。（四） 车站乘降设备（1） 楼梯。楼梯是最简单易建的乘客设备，投资低、施工简单、管理方便，但易造成人流交叉干扰，乘客不方便。我国楼梯踏步的宽度x高度常采用（300-320）mmX（145-150）mm。在站台宽度允许的条件下，一般应尽量放宽楼梯宽度。（四） 车站乘降设备1、楼梯、自动扶梯、坡道自动扶梯可以形成最佳的运送状态，通过能力大，乘客间无冲突干扰，能合理组织客流（无交叉对流）。在不设步行楼梯时，自动扶梯带总数不少于3条（上下，备用）。实际中，一般采用上行自动扶梯、下行步行楼梯的设置方